CN111969680A - 一种优化的bms被动均衡方法 - Google Patents

一种优化的bms被动均衡方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111969680A
CN111969680A CN202010796706.9A CN202010796706A CN111969680A CN 111969680 A CN111969680 A CN 111969680A CN 202010796706 A CN202010796706 A CN 202010796706A CN 111969680 A CN111969680 A CN 111969680A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
battery pack
state
bms
charging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010796706.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111969680B (zh
Inventor
尚德华
王嘉兴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Lianzhisheng Shuneng New Energy Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Aopu Shanghai New Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aopu Shanghai New Energy Co Ltd filed Critical Aopu Shanghai New Energy Co Ltd
Priority to CN202010796706.9A priority Critical patent/CN111969680B/zh
Publication of CN111969680A publication Critical patent/CN111969680A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111969680B publication Critical patent/CN111969680B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/443—Methods for charging or discharging in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种优化的BMS被动均衡方法，本方法通过对BMS中的电池组内每节电池分别进行电压检测和温度检测，根据每节电池的检测结果对电池组状态进行判断，根据判断结果进行BMS电池组的充放电管理，实时监控BMS电池组是否处于均衡状态，将处于不均衡状态的电池组接入被动均衡电路中，通过PTC释放电池内的多余电量，进行能量转移，使每节电池的电压和温度变为均衡，从而使得BMS电池组达到均衡状态。本发明实现了对现有的被动均衡技术的优化，具有提高电池工作效率、延长电池使用周期的效果。

Description

一种优化的BMS被动均衡方法
技术领域
本发明涉及电池BMS技术技术领域，具体为一种优化的BMS被动均衡方法。
背景技术
随着电池的广泛应用，电池组在电池应用过程中扮演着十分重要的角色，随着BMS技术的不断发展，市面上的基于BMS的均衡技术也在飞速发展，现在，市面上的BMS均衡技术分为主动均衡技术和被动均衡技术，主动均衡技术是以电量转移的方式进行均衡，不同厂家的均衡方法不同，均衡电流也从1-10A不等，被动均衡技术发展相较于主动均衡技术较为成熟，实现方法简单，被动均衡技术以最低电池残余量为基准对BMS进行均衡，但是现有的均衡技术存在以下问题：
1.主动均衡技术的发展不够成熟，市场上的许多主动均衡技术导致电池过放，会加速电池衰减，同时，大多数的主动均衡技术采用变压原理，对芯片有一定的依赖性，还需要变压器等部件与芯片作用配合，体积较大，成本较高；
2.被动均衡技术虽然有实现简单、价格较低等优点，但是被动均衡无法对残量少的电池进行容量增加，同时在均衡过程中，均衡电量大多数以热量的形式被浪费，过高的热量对电池本身也会产生一定的损害，加快电池的淘汰。
因此，人们需要一种对现有的BMS均衡技术进行提高的一种优化的BMS被动均衡方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种优化的BMS被动均衡方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种优化的BMS被动均衡方法包括以下步骤：
步骤S1，对BMS中的电池组内每节电池分别进行电压检测和温度检测；
步骤S2，根据所述步骤S1中每节电池的检测结果对电池组状态进行判断，根据判断结果进行BMS电池组的充放电管理；
步骤S3，根据所述步骤S2中对电池组的管理，实时监控BMS电池组是否处于均衡状态，将处于不均衡状态的电池组接入被动均衡电路中；
步骤S4，通过PTC释放电池内的多余电量，进行能量转移，使每节电池的电压和温度变为均衡，从而使得BMS电池组达到均衡状态。
进一步地，所述步骤S1中，对电池组内的每节电池分别进行电压检测和温度检测，包括以下步骤：
步骤S11，在电池组进行充电或放电时，对电池组内每节电池的电压进行检测，同时检测电池组的电压变化，将电压变化进行记录；
步骤S12，在电池组进行充电或放电时，对电池组内每节电池电芯的温度进行检测，并设置温度阈值，判断电池组内的电池电芯温度是否处于正常的温度阈值范围内。
进一步地，所述步骤S2中进行BMS电池组的充放电管理，在BMS系统中设置电池充电和放电的控制模块，通过控制模块控制BMS系统进行充电和放电，并在充放电过程中对电池电量进行实时控制；
判断电池处于充电或放电状态，对电池组进行SOC值估算，通过SOC值判断电池组内电池当前状态，所述SOC值估算，根据公式：
Figure BDA0002625906440000021
其中，SOC(i)为当前电池组内随机选取的标号为i的电池的SOC值，n为电池组内含有的电池节数，
Figure BDA0002625906440000022
为当前电池的SOC值误差范围；
当SOC值大于0时，该电池处于放电状态，当SOC值小于0时，该电池处于充电状态；
通过电池的SOC值判断电池组当前状态，根据公式：
Figure BDA0002625906440000023
其中，SOCALL为电池组的SOC值，当SOCALL大于1时，电池组处于放电状态，当SOCALL小于1时，电池组处于充电状态；
通过对电池组当前状态的判断有利于判断电池组的自身状态，电池组的当前状态用于对电池的被动均衡，在被动均衡过程中，电池组的状态判断有利于快速完成被动均衡，避免BMS系统中的各模块频繁工作，降低被动均衡效率，同时，各模块之间频繁工作会导致电池产生热量增大，对电池自身健康具有一定的损耗。
进一步地，所述步骤S3包括以下步骤：
步骤S31，对电池组进行电压、温度、电池SOC检测，得到电池组当前实时状态以及检测结果；
步骤S32，对检测结果进行分析判断，查看电池组是否处于均衡状态；
步骤S33，将处于不均衡状态的电池组接入被动均衡电路中。
优选地，述步骤S32中对电池组是否处于均衡状态进行检测，在一定时间周期内，电池组的充放电量由电池组内部每节电池决定，并且具有一定的规律，每个电池组内含有电池节数为n，电池组均衡状态检测根据公式：
Figure BDA0002625906440000031
其中，Bal为电池组的电池状态，f(SOCALL)为电池组内每节电池SOC值的总和，f(SOC(i))为电池组内任意电池i的SOC值，
Figure BDA0002625906440000032
为电池i的SOC值在电池组内SOC值的所占比，τ为电池组内电池老化系数；
对电池均衡状态进行检测，当Bal的值大于2时，电池组处于放电不均衡状态，进入步骤S33，当Bal的值小于0时，电池组处于充电不均衡状态，进入步骤S33；
在对电池进行SOC值估算、电池均衡状态检测后，可以通过电池状态对电池组进行判断，掌握电池组的电量状态，可以有方向的进行电池充放电选择提高电池均衡的效率。
优选地，当电池处于不均衡状态，根据电池组状态将电池组接入不同电路中，当电池组处于放电不平衡状态时，电池组接入被动均衡电路中进行电池的放电管理，当电池组处于充电不平衡状态时，电池组接入被动均衡电路中进行电池的充电管理，电池的放电管理和充电管理均由安装在电池内的PTC芯片实现。
进一步地，所述步骤S4包括以下步骤：
步骤S41，对接入被动均衡电路中的电池组进行充电或放电，同时对电池组内的电池温度进行实时监测；
步骤S42，所述步骤S41中，电池进行充电和放电过程中，将电池充电过程中产生的多余电量进行能量转移，对电池进行电量均衡的同时对避免电池产生多余热量对电池产生损害；
步骤S43，分别对电池组内的每节电池的电压和温度进行均衡，得到均衡的电池组。
优选地，所述步骤S42中，对电池充放电产生的多余热量进行转移，电池在BMS系统的充放电过程中，电池因被动均衡产生大量的热量，根据与所述步骤S12中的电池电芯温度判断，所述步骤S42包括以下步骤：
步骤S421，在电池组充电过程中对电池组的能量状态进行检测，电池组电量状态由单个电池电量状态决定，根据公式：
Figure BDA0002625906440000041
其中，Nc为当前电池组充电过程中的电量，xn为电池组内单节电池的电量，τ为电池组内电池老化系数，ΔN为每节电池充电前和充电后的电量差，ΔLn为电池组额定电量和当前状态下的电量差；
步骤S422，在电池组放电过程中对电池组的电量状态进行检测，根据公式：
Figure BDA0002625906440000042
其中，Nf为当前电池组放电过程中的电量；
步骤S423，将所述步骤S421或所述步骤S422中的计算结果与电池组的额定电量进行计算，根据公式确定电池组的可转移能量：
Figure BDA0002625906440000043
其中，NK为电池组可转移能量，N为电池组自身的额定电量，当电池组处于充电状态时，通过①式对电池进行可转移能量计算，当电池组处于放电状态时，通过②式判断电池接收的转移能量为多少；
被动均衡过程中，电池会放热，对被动均衡过程中释放的热量进行转移，当检测到电池组内某电池电芯温度过低，将被动均衡的热量转移至低温电芯中，简化PTC加热电路的工作过程，对电池进行优化。
优选地，以所述步骤S42中的电池可转移能量为基准进行电池组的被动均衡，在被动均衡过程中，电池因充电产生热量，通过所述步骤S2对电池组中每节电池的检测结果，将电池内多余电量释放给电量少的电池，同时将电池在被动均衡过程中产生的热量进行转移，转移至电压小、温度低的电池，电池组内的每节电池达到均衡状态使得电池组达到均衡状态。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过对现有的被动均衡技术进行优化，将被动均衡技术的放热缺点加以利用，在现有的被动均衡技术中加入热量转移步骤，简化了被动均衡技术的工作过程，优化PTC加热电路的频繁加热工作，在不增加被动均衡的成本的基础上，提高电池的工作效率并延长电池的使用周期。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种优化的BMS被动均衡方法的方法示意图；
图2是本发明一种优化的BMS被动均衡方法的步骤S1的流程图；
图3是本发明一种优化的BMS被动均衡方法的步骤S3的流程图；
图4是本发明一种优化的BMS被动均衡方法的步骤S4的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供技术方案：包括以下步骤：
步骤S1，对BMS中的电池组内每节电池分别进行电压检测和温度检测；
步骤S2，根据步骤S1中每节电池的检测结果对电池组状态进行判断，根据判断结果进行BMS电池组的充放电管理；
步骤S3，根据步骤S2中对电池组的管理，实时监控BMS电池组是否处于均衡状态，将处于不均衡状态的电池组接入被动均衡电路中；
步骤S4，通过PTC释放电池内的多余电量，进行能量转移，使每节电池的电压和温度变为均衡，从而使得BMS电池组达到均衡状态。
步骤S1中，对电池组内的每节电池分别进行电压检测和温度检测，包括以下步骤：
步骤S11，在电池组进行充电或放电时，对电池组内每节电池的电压进行检测，同时检测电池组的电压变化，将电压变化进行记录；
步骤S12，在电池组进行充电或放电时，对电池组内每节电池电芯的温度进行检测，并设置温度阈值，判断电池组内的电池电芯温度是否处于正常的温度阈值范围内。
步骤S2中进行BMS电池组的充放电管理，在BMS系统中设置电池充电和放电的控制模块，通过控制模块控制BMS系统进行充电和放电，并在充放电过程中对电池电量进行实时控制；
判断电池处于充电或放电状态，对电池组进行SOC值估算，通过SOC值判断电池组内电池当前状态，SOC值估算根据公式：
Figure BDA0002625906440000061
其中，SOC(i)为当前电池组内随机选取的标号为i的电池的SOC值，n为电池组内含有的电池节数，
Figure BDA0002625906440000062
为当前电池的SOC值误差范围；
当SOC值大于0时，该电池处于放电状态，当SOC值小于0时，该电池处于充电状态；
通过电池的SOC值判断电池组当前状态，根据公式：
Figure BDA0002625906440000063
其中，SOCALL为电池组的SOC值，当SOCALL大于1时，电池组处于放电状态，当SOCALL小于1时，电池组处于充电状态。
步骤S3包括以下步骤：
步骤S31，对电池组进行电压、温度、电池SOC检测，得到电池组当前实时状态以及检测结果；
步骤S32，对检测结果进行分析判断，查看电池组是否处于均衡状态；
步骤S33，将处于不均衡状态的电池组接入被动均衡电路中。
步骤S32中对电池组是否处于均衡状态进行检测，在一定时间周期内，电池组的充放电量由电池组内部每节电池决定，并且具有一定的规律，每个电池组内含有电池节数为n，电池组均衡状态检测根据公式：
Figure BDA0002625906440000071
其中，Bal为电池组的电池状态，f(SOCALL)为电池组内每节电池SOC值的总和，f(SOC(i))为电池组内任意电池i的SOC值，
Figure BDA0002625906440000072
为电池i的SOC值在电池组内SOC值的所占比，τ为电池组内电池老化系数；
对电池均衡状态进行检测，当Bal的值大于2时，电池组处于放电不均衡状态，进入步骤S33，当Bal的值小于0时，电池组处于充电不均衡状态，进入步骤S33。
当电池处于不均衡状态，根据电池组状态将电池组接入不同电路中，当电池组处于放电不平衡状态时，电池组接入被动均衡电路中进行电池的放电管理，当电池组处于充电不平衡状态时，电池组接入被动均衡电路中进行电池的充电管理，电池的放电管理和充电管理均由安装在电池内的PTC芯片实现。
步骤S4包括以下步骤：
步骤S41，对接入被动均衡电路中的电池组进行充电或放电，同时对电池组内的电池温度进行实时监测；
步骤S42，步骤S41中，电池进行充电和放电过程中，将电池充电过程中产生的多余电量进行能量转移；
步骤S43，分别对电池组内的每节电池的电压和温度进行均衡，得到均衡的电池组。
步骤S42中，对电池充放电产生的多余热量进行转移，电池在BMS系统的充放电过程中，电池因被动均衡产生大量的热量，根据与步骤S12中的电池电芯温度判断，步骤S42包括以下步骤：
步骤S421，在电池组充电过程中对电池组的能量状态进行检测，电池组电量状态由单个电池电量状态决定，根据公式：
Figure BDA0002625906440000073
其中，Nc为当前电池组充电过程中的电量，xn为电池组内单节电池的电量，τ为电池组内电池老化系数，ΔN为每节电池充电前和充电后的电量差，ΔLn为电池组额定电量和当前状态下的电量差；
步骤S422，在电池组放电过程中对电池组的电量状态进行检测，根据公式：
Figure BDA0002625906440000081
其中，Nf为当前电池组放电过程中的电量；
步骤S423，将步骤S421或所述步骤S422中的计算结果与电池组的额定电量进行计算，根据公式确定电池组的可转移能量：
Figure BDA0002625906440000082
其中，NK为电池组可转移能量，N为电池组自身的额定电量，当电池组处于充电状态时，通过①式对电池进行可转移能量计算，当电池组处于放电状态时，通过②式判断电池接收的转移能量为多少。
步骤S43中，以步骤S42中的电池可转移能量为基准进行电池组的被动均衡，在被动均衡过程中，电池因充电产生热量，通过步骤S2对电池组中每节电池的检测结果，将电池内多余电量释放给电量少的电池，同时将电池在被动均衡过程中产生的热量进行转移，转移至电压小、温度低的电池，电池组内的每节电池达到均衡状态使得电池组达到均衡状态。
本发明的工作原理是：一种优化的BMS被动均衡方法包括以下步骤：
步骤S11，在电池组进行充电或放电时，对电池组内每节电池的电压进行检测，同时检测电池组的电压变化，将电压变化进行记录；
步骤S12，在电池组进行充电或放电时，对电池组内每节电池电芯的温度进行检测，并设置温度阈值，判断电池组内的电池电芯温度是否处于正常的温度阈值范围内；
步骤S2，根据每节电池的检测结果对电池组状态进行判断，根据判断结果进行BMS电池组的充放电管理；
步骤S31，对电池组进行电压、温度、电池SOC检测，得到电池组当前实时状态以及检测结果；
步骤S32，对检测结果进行分析判断，查看电池组是否处于均衡状态；
步骤S33，将处于不均衡状态的电池组接入被动均衡电路中；
步骤S41，对接入被动均衡电路中的电池组进行充电或放电，同时对电池组内的电池温度进行实时监测；
步骤S42，所述步骤S41中，电池进行充电和放电过程中，将电池充电过程中产生的多余电量进行能量转移；
步骤S43，分别对电池组内的每节电池的电压和温度进行均衡，得到均衡的电池组。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种优化的BMS被动均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，对BMS中的电池组内每节电池分别进行电压检测和温度检测；
步骤S2，根据所述步骤S1中每节电池的检测结果对电池组状态进行判断，根据判断结果进行BMS电池组的充放电管理；
步骤S3，根据所述步骤S2中对电池组的管理，实时监控BMS电池组是否处于均衡状态，将处于不均衡状态的电池组接入被动均衡电路中；
步骤S4，通过PTC释放电池内的多余电量，进行能量转移，使每节电池的电压和温度变为均衡，从而使得BMS电池组达到均衡状态。
2.根据权利要求1所述的一种优化的BMS被动均衡方法，其特征在于，所述步骤S1中，对电池组内的每节电池分别进行电压检测和温度检测，包括以下步骤：
步骤S11，在电池组进行充电或放电时，对电池组内每节电池的电压进行检测，同时检测电池组的电压变化，将电压变化进行记录；
步骤S12，在电池组进行充电或放电时，对电池组内每节电池电芯的温度进行检测，并设置温度阈值，判断电池组内的电池电芯温度是否处于正常的温度阈值范围内。
3.根据权利要求2所述的一种优化的BMS被动均衡方法，其特征在于，所述步骤S2中进行BMS电池组的充放电管理，在BMS系统中设置电池充电和放电的控制模块，通过控制模块控制BMS系统进行充电和放电，并在充放电过程中对电池电量进行实时控制；
判断电池处于充电或放电状态，对电池组进行SOC值估算，通过SOC值判断电池组内电池当前状态，所述SOC值估算，根据公式：
Figure FDA0002625906430000011
其中，SOC(i)为当前电池组内随机选取的标号为i的电池的SOC值，n为电池组内含有的电池节数，
Figure FDA0002625906430000012
为当前电池的SOC值误差范围；
当SOC值大于0时，该电池处于放电状态，当SOC值小于0时，该电池处于充电状态；
通过电池的SOC值判断电池组当前状态，根据公式：
Figure FDA0002625906430000021
其中，SOCALL为电池组的SOC值，当SOCALL大于1时，电池组处于放电状态，当SOCALL小于1时，电池组处于充电状态。
4.根据权利要求3所述的一种优化的BMS被动均衡方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：
步骤S31，对电池组进行电压、温度、电池SOC检测，得到电池组当前实时状态以及检测结果；
步骤S32，对检测结果进行分析判断，查看电池组是否处于均衡状态；
步骤S33，将处于不均衡状态的电池组接入被动均衡电路中。
5.根据权利要求4所述的一种优化的BMS被动均衡方法，其特征在于，所述步骤S32中对电池组是否处于均衡状态进行检测，在一定时间周期内，电池组的充放电量由电池组内部每节电池决定，并且具有一定的规律，每个电池组内含有电池节数为n，电池组均衡状态检测根据公式：
Figure FDA0002625906430000022
其中，Bal为电池组的电池状态，f(SOCALL)为电池组内每节电池SOC值的总和，f(SOC(i))为电池组内任意电池i的SOC值，
Figure FDA0002625906430000023
为电池i的SOC值在电池组内SOC值的所占比，τ为电池组内电池老化系数；
对电池均衡状态进行检测，当Bal的值大于2时，电池组处于放电不均衡状态，进入步骤S33，当Bal的值小于0时，电池组处于充电不均衡状态，进入步骤S33。
6.根据权利要求5所述的一种优化的BMS被动均衡方法，其特征在于，所述步骤S33中，当电池处于不均衡状态，根据电池组状态将电池组接入不同电路中，当电池组处于放电不平衡状态时，电池组接入被动均衡电路中进行电池的放电管理，当电池组处于充电不平衡状态时，电池组接入被动均衡电路中进行电池的充电管理，电池的放电管理和充电管理均由安装在电池内的PTC芯片实现。
7.根据权利要求6所述的一种优化的BMS被动均衡方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：
步骤S41，对接入被动均衡电路中的电池组进行充电或放电，同时对电池组内的电池温度进行实时监测；
步骤S42，所述步骤S41中，电池进行充电和放电过程中，将电池充电过程中产生的多余电量进行能量转移；
步骤S43，分别对电池组内的每节电池的电压和温度进行均衡，得到均衡的电池组。
8.根据权利要求7所述的一种优化的BMS被动均衡方法，其特征在于，所述步骤S42中，对电池充放电产生的多余热量进行转移，电池在BMS系统的充放电过程中，电池因被动均衡产生大量的热量，根据与所述步骤S12中的电池电芯温度判断，所述步骤S42包括以下步骤：
步骤S421，在电池组充电过程中对电池组的能量状态进行检测，电池组电量状态由单个电池电量状态决定，根据公式：
Figure FDA0002625906430000031
其中，Nc为当前电池组充电过程中的电量，xn为电池组内单节电池的电量，τ为电池组内电池老化系数，ΔN为每节电池充电前和充电后的电量差，ΔLn为电池组额定电量和当前状态下的电量差；
步骤S422，在电池组放电过程中对电池组的电量状态进行检测，根据公式：
Figure FDA0002625906430000032
其中，Nf为当前电池组放电过程中的电量；
步骤S423，将所述步骤S421或所述步骤S422中的计算结果与电池组的额定电量进行计算，根据公式确定电池组的可转移能量：
Figure FDA0002625906430000033
其中，NK为电池组可转移能量，N为电池组自身的额定电量，当电池组处于充电状态时，通过①式对电池进行可转移能量计算，当电池组处于放电状态时，通过②式判断电池接收的转移能量为多少。
9.根据权利要求7所述的一种优化的BMS被动均衡方法，其特征在于，所述步骤S43中，以所述步骤S42中的电池可转移能量为基准进行电池组的被动均衡，在被动均衡过程中，电池因充电产生热量，通过所述步骤S2对电池组中每节电池的检测结果，将电池内多余电量释放给电量少的电池，同时将电池在被动均衡过程中产生的热量进行转移，转移至电压小、温度低的电池，电池组内的每节电池达到均衡状态使得电池组达到均衡状态。
CN202010796706.9A 2020-08-10 2020-08-10 一种优化的bms被动均衡方法 Active CN111969680B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010796706.9A CN111969680B (zh) 2020-08-10 2020-08-10 一种优化的bms被动均衡方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010796706.9A CN111969680B (zh) 2020-08-10 2020-08-10 一种优化的bms被动均衡方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111969680A true CN111969680A (zh) 2020-11-20
CN111969680B CN111969680B (zh) 2022-03-22

Family

ID=73365466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010796706.9A Active CN111969680B (zh) 2020-08-10 2020-08-10 一种优化的bms被动均衡方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111969680B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113030757A (zh) * 2021-03-09 2021-06-25 傲普(上海)新能源有限公司 一种soc的估算方法
CN114204642A (zh) * 2021-12-15 2022-03-18 傲普(上海)新能源有限公司 一种被动均衡bms系统的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102231546A (zh) * 2011-06-30 2011-11-02 武汉市菱电汽车电子有限责任公司 具有均衡充放电功能的电池管理系统及其控制方法
CN202374000U (zh) * 2011-12-14 2012-08-08 杭州市电力局 一种实现电池组均衡充电的控制装置及电池箱
CN110061551A (zh) * 2019-06-06 2019-07-26 南通国轩新能源科技有限公司 一种电池管理系统及方法
KR20190092088A (ko) * 2018-01-30 2019-08-07 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치
CN110140057A (zh) * 2017-01-03 2019-08-16 三星Sdi株式会社 电压检测集成电路和包括其的电池管理系统
CN110808627A (zh) * 2019-11-19 2020-02-18 上海豫源电力科技有限公司 一种基于协调配合的超级电容混合锂电储能控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102231546A (zh) * 2011-06-30 2011-11-02 武汉市菱电汽车电子有限责任公司 具有均衡充放电功能的电池管理系统及其控制方法
CN202374000U (zh) * 2011-12-14 2012-08-08 杭州市电力局 一种实现电池组均衡充电的控制装置及电池箱
CN110140057A (zh) * 2017-01-03 2019-08-16 三星Sdi株式会社 电压检测集成电路和包括其的电池管理系统
US20190339335A1 (en) * 2017-01-03 2019-11-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Voltage detection integrated circuit and battery management system comprising same
KR20190092088A (ko) * 2018-01-30 2019-08-07 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치
CN110061551A (zh) * 2019-06-06 2019-07-26 南通国轩新能源科技有限公司 一种电池管理系统及方法
CN110808627A (zh) * 2019-11-19 2020-02-18 上海豫源电力科技有限公司 一种基于协调配合的超级电容混合锂电储能控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113030757A (zh) * 2021-03-09 2021-06-25 傲普(上海)新能源有限公司 一种soc的估算方法
CN113030757B (zh) * 2021-03-09 2023-08-29 傲普(上海)新能源有限公司 一种soc的估算方法
CN114204642A (zh) * 2021-12-15 2022-03-18 傲普(上海)新能源有限公司 一种被动均衡bms系统的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111969680B (zh) 2022-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101882699B (zh) 动力电池组充放电均衡控制方法
CN108777339B (zh) 一种锂离子电池脉冲放电自加热方法及装置
WO2023184700A1 (zh) 基于动态可重构电池网络的电池系统充放电控制方法
CN111969680B (zh) 一种优化的bms被动均衡方法
CN105162215B (zh) 一种用于铅酸蓄电池组均衡的分布式电池管理系统及方法
CN107749500B (zh) 用于电池均衡的方法及装置
CN116345648B (zh) 大型储能系统电池簇soc平衡方法、设备和存储介质
CN107275694B (zh) 兼具主动均衡与被动均衡的分布式蓄电池均衡装置及方法
CN102355031A (zh) 一种磷酸铁锂动力电池组主动均衡充电方法及装置
CN108667107B (zh) 一种包含辅电池的蓄电池组均衡电路及控制方法
CN112331951B (zh) 一种电池组被动均衡下的温度控制系统和方法
CN107733007A (zh) 一种电池组双目标直接均衡电路及均衡方法
CN110492185A (zh) 一种锂电池组均衡方法及系统
CN113783245A (zh) 一种电池管理方法以及系统
CN107623343A (zh) 一种锂离子电池的主动均衡方法及装置
CN202309119U (zh) 单电感式蓄电池组均衡电路
CN108832205A (zh) 一种动力磷酸铁锂电池的配组方法
CN117172028A (zh) 一种基于磷酸铁锂电芯失衡模型的高效均衡计算方法
CN108767940B (zh) 一种串联充电电池并联充电主动均衡装置及主动均衡方法
CN116331039A (zh) 一种基于停车场储能式太阳能充电设备的管理系统
CN105680534A (zh) 一种蓄电池均衡充电装置及充电控制方法
CN109193828A (zh) 一种快速均衡动力电池系统内各单串电芯电压差的方法
CN210839012U (zh) 利用反激变压器关联性的主动电池均衡电路
CN110444824B (zh) 一种电池组结构重构装置和方法
CN114243855A (zh) 一种动力电池模组均衡系统及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: An Optimized BMS Passive Equalization Method

Effective date of registration: 20221018

Granted publication date: 20220322

Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Zhangyang Sub branch

Pledgor: Aopu (Shanghai) new energy Co.,Ltd.

Registration number: Y2022310000288

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20231025

Granted publication date: 20220322

Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Zhangyang Sub branch

Pledgor: Aopu (Shanghai) new energy Co.,Ltd.

Registration number: Y2022310000288

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: An optimized passive balancing method for BMS

Effective date of registration: 20231030

Granted publication date: 20220322

Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Zhangyang Sub branch

Pledgor: Aopu (Shanghai) new energy Co.,Ltd.

Registration number: Y2023310000698

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
CP03 Change of name, title or address

Address after: 200050 room 8050, 8 / F, 1033 Changning Road, Changning District, Shanghai

Patentee after: Shanghai Lianzhisheng Shuneng New Energy Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: Room 8050, 8 / F, 1033 Changning Road, Changning District, Shanghai 200042

Patentee before: Aopu (Shanghai) new energy Co.,Ltd.

Country or region before: China